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C2X-Kommunikation für kamerabasierte Objekterkennung

Am 09.06.2011 referierte Herr M Sc Lars Höhmann vom Lehrstuhl für Allgemeine Elektrotechnik und Theoretische Nachrichtentechnik der Bergischen Universität Wuppertal   zum Thema

„C2X-Kommunikation für kamerabasierte Objekterkennung“.

Herr Höhmann ist Doktorand des Lehrstuhls und bearbeitet das Thema kamerabasierte Objekterkennung im Rahmen seiner Dissertation.

Zunächst beschrieb Herr Höhmann den aktuellen Stand in der Entwicklung der fahrzeugbasierten Ad-hoc-Netzwerke, besser bekannt unter der Bezeichnung C2C-Kommunikation (Kommunikation zwischen Fahrzeugen bzw.  C2I-Kommunikation (Kommunikation von Fahrzeugen mit ortsfester Infrastruktur).

Als Funkstandard wird sich nach Auffassung des Referenten der WLAN-Standard IEEE 802.11p durchsetzen, der den für Anwendungen der Verkehrstelematik reservierten Frequenzbereich von 5,9 GHz nutzt bei einer Übertragungsrate von 27 MBit/s.

Die aktuell verwendeten Fahrerassistenzsysteme werten Daten von Sensoren aus, die rund um das Fahrzeug verteilt sind und entweder mit Ultraschall -, Radar-, Infrarot-, oder Lasermessung arbeiten in Abhängigkeit von der Größe und Form des zu überwachenden Umgebungsbereiches.

Schwerpunkt des Forschungsprojektes an der Universität Wuppertal ist dagegen der Einsatz kamerabasierter Systeme mit dem Ziel, die aufwendige Sensortechnik durch vergleichsweise preiswerte Kameratechnik zu substituieren. Daher verzichtet das Projekt von Beginn an auf die teurere Ausstattung mit 2 (Stereo-) Farbkameras und begnügt sich mit einer einzelnen Kamera in Graustufentechnik. Hierdurch reduziert sich die Größe der auszuwertenden Bilddateien auf 1/6 im Vergleich zur Stereo – Farbbildtechnik. Zum Ausgleich eines ggfs. verminderten Informationsgehaltes der Bilder ist eine entsprechend leistungsfähige Auswertungssoftware erforderlich. Diese hat z.B. bei der Fußgängererkennung die Aufgabe, in aufeinander folgenden Arbeitsschritten zunächst aus dem übermittelten Rohbild eine „Interessenzone“ auszuschneiden, die für eine Auswertung zum Zweck der Kollisionsvermeidung in Frage kommt. In dieser Zone werden im Rahmen der „Kandidatenerkennung“ Objekte identifiziert, die als Fußgänger angesehen werden könnten. Die endgültige Bewertung erfolgt durch Abgleich dieser Kandidatenfiguren mit Fußgängerprofilen, die aus der Auswertung von etwa 10.000 realen Fußgängerbildern gewonnen wurden, und auf welche die Software dauernd zugreifen kann. Ist ein Fußgänger erkannt, soll das System den Fahrer warnen und / oder ggfs. selbstständig handelnd eingreifen und die Kollision verhindern. Die Rechtslage zur Zulässigkeit aktiven Eingreifens von Assistenzsystemen ist weiterhin umstritten.

Vergleichbare Software wird entwickelt für die Fahrzeugerkennung, Spurhaltung sowie für die Erkennung von Verkehrsschildern und Zebrastreifen.

Über diese fahrzeugautonomen Erkennungssysteme hinaus verfolgt das Projekt das Ziel der sog. tomographischen Erkennung. Hierbei wird das in der Medizin verwendete Prinzip der tomographischen - d.h. aus mehreren unterschiedlichen Blickwinkeln - Aufnahme eines Objekts für den Straßenverkehr übernommen. Hierzu muss das zu bewertende Objekt im Verkehrsraum ebenfalls zugleich aus mehreren unterschiedlichen Blickwinkeln, entweder von Kameras in weiteren Fahrzeugen oder ortsfesten Einrichtungen erfasst, und die Daten über C2C oder C2I – Kommunikation untereinander ausgetauscht werden, so dass die erfassten Objekte dreidimensional dargestellt werden können. 

Ein solcher Datenaustausch erfordert jedoch eine exakte Positionsbestimmung mit einer Abweichung von höchstens 10 cm. Diese wird erreicht durch eine gleichzeitige Nutzung mehrerer Satelliten – Ortungssysteme und Auswertung von Korrekturdaten aus dem Internet. Das Forschungsprojekt der tomographischen Erkennung trägt den Titel „Active Safety Car“ und wird im Rahmen der EU Ziel-II Förderung gefördert.

In der anschließenden Diskussion wies Herr Höhmann auf das Problem hin, Assistenzsysteme, die im wesentlichen der allgemeinen Verkehrssicherheit zugute kommen, auf freiwilliger Basis einzuführen. Eine nachhaltige Senkung der Unfallzahlen auf das von der EU angestrebte Maß hält er erst ab einer Ausstattung von mindestens 80% der Fahrzeuge für möglich.